用于复合材料制造的夹芯材料类型

夹芯材料的优势

增加刚度、减轻重量并改善机械性能使得夹层复合材料非常受欢迎。

使用夹芯材料的项目减轻重量包括：

• 降低燃料消耗
• 提高速度
• 增加负载能力
• 减少碳足迹

从工程理论来看，面板的刚度与其厚度立方成正比。添加低密度芯材可以显著提高复合材料的刚度，同时将重量损失降至最低。

各种芯材具有不同的密度、尺寸、重量、使用寿命、物理特性和成本，使用户能够根据特定应用选择最佳材料。蜂窝和PVC泡沫是最常用的优质芯材。

对于需要高刚度和低重量的复合材料应用来说，芯材是最佳且最合适的材料。由于这些独特的性能，芯材被广泛应用于夹层复合材料，主要用于航空航天、海洋、风能、交通运输和工业应用。

结构化复合夹层材料由两层薄而坚固的表皮和一层轻质、柔软的芯组成。每层表皮均由各向同性材料或纤维增强复合层压板组成。这些表皮提供弯曲刚度和平面剪切强度，并吸收轴向、弯曲和平面剪切载荷。为了防止表面相互滑动，芯需要足够坚硬以在加载时保持其相对位置，并且足够坚固以在剪切时保持其相对位置。

必须在面板和芯板之间使用粘合剂，以迫使它们配合并充当整体结构构件。结构构件。通常使用环氧树脂、改性环氧树脂或环氧聚酰胺作为粘合剂。在静态或动态条件下，粘合剂的韧性衡量其承受负载以将面板与芯板分离的能力。尽管每个组件都相对较弱且灵活，但它们在夹层板中组合时会形成坚固的结构。

夹芯材料的主要类型

蜂窝芯

蜂窝因其高强度重量比而广泛应用于航空航天、海洋、军事、建筑、体育和汽车行业。蜂窝由芳纶纤维纸制成。然后将蜂窝芯塑造成蜂窝结构。

这种结构类似于蜜蜂的蜂巢。六角形蜂窝涂有耐热酚醛树脂，以提高机械性能并获得一定的稳定性。蜂窝结构提供出色的强度和效率，同时减轻组件的重量。因此，蜂窝是一种非常有效的夹芯材料。

蜂窝芯材料也可采用其他芳纶纸、普通纸、金属（铝）和聚丙烯等塑料制造。蜂窝芯材料也可采用玻璃纤维和碳纤维增强塑料制造。有关蜂窝芯材料的更多信息，请访问蜂窝产品页面。

PVC泡沫

聚氯乙烯泡沫，或更常见的PVC泡沫，由聚合物聚氯乙烯(PVC)制成，并充满气泡。聚合物和气泡形成体积大、重量轻的一致材料。大多数树脂可与PVC泡沫一起使用。这些树脂包括环氧树脂、乙烯基酯等以及各种纤维增强材料，例如碳纤维、芳纶、凯夫拉纤维和玻璃纤维。

PVC泡沫有两种形式：交联或刚性和线性或延展性。由于其出色的物理性能，PVC泡沫吸水率低，因此可用于海洋建筑。此外，它还用于运输、航空航天、军事、风能和工业市场。

次要夹芯材料类型

胶合板

胶合板的结构与蜂窝结构相似。这种材料很容易找到，比其他芯材便宜，而且易于加工。胶合板是一种广泛用于建筑的木制品。由于其强度高、抗开裂、抗收缩和抗扭曲，它被用来代替木材。此外，船用胶合板的防潮性能要好得多。然而，所有木芯都容易受潮，如果不用环氧树脂包裹，它们可能会腐烂。

轻木

另一种常用于芯材的木材是轻木。这种木材密度极低，具有一定的耐水性。此外，它具有良好的隔热和吸音性能，而且无需大量昂贵或技术设备即可轻松成型。由于其最小密度极高，因此在重量节省不是很重要的情况下，通常会使用轻木。

聚氨酯泡沫

聚氨酯(PU)泡沫具有良好的机械性能，但随着时间的推移容易脱层。此外，这种泡沫具有合理的耐高温性和良好的吸音性能。可以使用机器来实现所需的形状。

强芯毡

通常不被认为是百分之百的芯材料；它们是薄的、低密度的材料，用于降低单层层压板的密度。例如，聚酯无纺布Coremat和Spheretex含有微球和膨胀玻璃。在纤维增强层压板中，伪芯用作薄芯以增加刚度，同时仅增加几克重量。

PET泡沫

热塑性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)重量轻且可回收。这种泡沫具有出色的强度、耐高温性，但抗冲击性较低。

聚苯乙烯

聚苯乙烯又称为泡沫聚苯乙烯，是一种低成本的夹芯材料。聚苯乙烯由发泡聚苯乙烯(EPS)和挤塑聚苯乙烯(XPS)组成。与其他夹芯材料泡沫（如聚氨酯）相比，它相对较轻且吸水率较低。风帆冲浪和冲浪板行业广泛使用泡沫聚苯乙烯（几乎所有冲浪板和风帆冲浪板都含有这种材料）。泡沫聚苯乙烯可以进行CNC加工，是制作原型和成型的极佳材料。